一種閉路循環(huán)脫硫脫硝及回收硫資源的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種閉路循環(huán)脫硫脫硝及回收硫資源的方法，其中該方法包括以下步驟，第一步、除塵；第二步、脫硫、脫硝；第三步、回收硫資源。該方法可有效解決克服現(xiàn)有技術(shù)的副產(chǎn)品處理困難、有二次污染，運行費用高、產(chǎn)品單一等問題。根據(jù)市場需求，并充分利用對脫硫副產(chǎn)物的解析還原再生，其目的在于：以廢治廢一舉多得，將燃煤煙氣里白白浪費掉的硫資源，以最低的成本來循環(huán)回收，提高脫硫副產(chǎn)品的綜合附加值和降低其運行費，使除塵脫硫、脫硝、循環(huán)回收硫資源，實現(xiàn)長期高效運行，自給自足閉路循環(huán)，節(jié)約資源，節(jié)能降耗，既無廢水排放、又無二次污染，滿足資源回收和環(huán)境治理要求，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
【專利說明】
一種閉路循環(huán)脫硫脫硝及回收硫資源的方法
技術(shù)領(lǐng)域
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[0001]本發(fā)明涉及脫硫、脫硝、除塵及資源回收的技術(shù)和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，特別是一種閉路循環(huán)脫硫脫硝及回收硫資源的方法。
【背景技術(shù)】
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[0002]我國是一個以煤炭為主要能源的國家，電力發(fā)展以燃煤為主的格局，短期內(nèi)不會改變;煤是一種低品位可燃的有機(jī)質(zhì)化石能源，它的巖相和化學(xué)組成常具有明顯的差別和不均一性，其中硫分含量也從0.1?1 %不等，變化范圍較大，F(xiàn)GD的任務(wù)將異常艱巨和沉重；目前，特別是以石灰/石灰石法、雙堿法等脫硫技術(shù)、工藝為主時，勢必帶來巨大的投資和運行負(fù)擔(dān)，且存在以下不足:
[0003](I)重脫輕用:即將煙氣中SO2脫下來，綜合利用方面不理想，副產(chǎn)品質(zhì)量差、不穩(wěn)定，利用價值低;二次污染嚴(yán)重；
[0004](2) SO2、N0X脫除效率低:一般低于95 %，且外排煙氣中SO2、NOx不能滿足目前國家規(guī)定的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，更無法滿足高硫煤脫硫使用；
[0005](3)運行成本高:占地面積大，運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性差;污染治理工程在取得環(huán)境效益的同時，需要大量的運轉(zhuǎn)資金投入；
[0006](4)連續(xù)運行不穩(wěn)定，無法保證低成本，長期在線監(jiān)測運行，維修量大；
[0007](5)資源嚴(yán)重浪費，不符合國家節(jié)能法和循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
[0008]雖然，這一技術(shù)對減輕煙氣中的二氧化硫污染起到了一定的作用，但是，每處理一噸二氧化硫時產(chǎn)生約2.7噸的脫硫石膏，預(yù)計到2010年，我國堆存的脫硫石膏將超過I億噸；而且，脫硫石膏質(zhì)地松散，無法與礦石膏相比，致使脫硫石膏難以利用，所以導(dǎo)致脫硫石膏被拋棄處理，占用了上百萬畝的土地；同時，由于被拋棄的脫硫石膏長久散發(fā)著余毒，經(jīng)太陽暴曬蒸發(fā)出刺鼻的酸味;揮發(fā)后的酸性物質(zhì)又加重了酸雨的危害;雨天堆積的“脫硫石膏山”隨時都會倒塌下來，沖擊道路和村舍，并滲入土地、農(nóng)田，污染地下和地表水，從而進(jìn)入我們的食物鏈，如果不采取積極有效的措施，它釋放的有害物質(zhì)將誘發(fā)對人體造成極大傷害的新病情。
[0009]由此可見，現(xiàn)行的脫硫脫硝技術(shù)勢必造成大量廢渣，廢氣，廢水，嚴(yán)重帶來新的生態(tài)破壞;對我國這樣的發(fā)展中國家和世界上絕大多數(shù)的國家都存在著“建不起”也“運行不起”的嚴(yán)重障礙。
[0010]當(dāng)前，隨著火電廠煙氣脫硫項目的實施和脫硫設(shè)施的逐步運行，脫硫副產(chǎn)物越來越多，對其進(jìn)行綜合利用、節(jié)約資源，防止二次污染已成為當(dāng)前急需研究解決的重要課題；國家發(fā)改委《關(guān)于加快火電廠煙氣脫硫產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的若干意見》中明確指出“進(jìn)一步開展煙氣脫硫副產(chǎn)品綜合利用，節(jié)約能源、減少污染，推動循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，盡快組織有關(guān)科研院所等部門對脫硫副產(chǎn)物進(jìn)行深入的研究，實施脫硫副產(chǎn)物必須進(jìn)行綜合利用”；所以，為了減少污染，降低能耗，節(jié)約資源，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)已勢在必行。
[0011]SO2在環(huán)境學(xué)者眼中是污染源，是“魔頭”是“敵人”；但是，在化學(xué)者眼中，SO2是可再利用的資源，是“戰(zhàn)友”甚至還可以成為“英雄”；要實現(xiàn)這個目標(biāo)，就要發(fā)揮化學(xué)工程科學(xué)的作用，研究、開發(fā)使用投資及運行費用低、副產(chǎn)品價值高、技術(shù)先進(jìn)，性能運行穩(wěn)定、無二次污染的新技術(shù)、新工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0012]本發(fā)明的目的是針對以上的不足，而研制一種閉路循環(huán)脫硫脫硝及回收硫資源的方法，該方法可有效解決克服現(xiàn)有技術(shù)的副產(chǎn)品處理困難、有二次污染，運行費用高、產(chǎn)品單一等問題。該方法之所以能對脫硫副產(chǎn)物的解析還原再生，其目的在于:以廢治廢一舉多得，將燃煤煙氣里白白浪費掉的硫資源，以最低的成本來循環(huán)回收，提高脫硫副產(chǎn)品的綜合附加值和降低其運行費，使除塵脫硫、脫硝、循環(huán)回收硫資源，實現(xiàn)長期高效運行，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
[0013]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:一閉路循環(huán)脫硫脫硝及回收硫資源的方法，其中該方法包括以下步驟:
[0014]第一步、除塵:在鍋爐煙氣出口處后部的煙道I處裝有除塵器32，并在其進(jìn)氣口的煙道I里順風(fēng)安裝，由水箱4通過高壓栗5、水管3供應(yīng)的干凈水，通過水管3上的閥門調(diào)節(jié)流量，水管3上連接有霧化噴嘴2，強(qiáng)力霧化，增加氣、固、液三相充分親和接觸，頻繁碰撞，瞬間將燃煤煙氣中的灰塵凝聚收集和降溫、經(jīng)除塵器32的下方裝的灰斗6，螺旋出灰器7，回收所需要的粉塵資源；
[0015]第二步、脫硫、脫硝:是將經(jīng)過除塵換熱凈化后的燃煤煙氣經(jīng)煙管9引入能同時脫硫、脫硝的吸收設(shè)備31中，煙管9上裝有霧化噴嘴8，引風(fēng)機(jī)19可以裝在吸收設(shè)備31的進(jìn)口，也可以裝在吸收設(shè)備31的出口，吸收設(shè)備31內(nèi)依次裝有分配器27、噴管26、霧化噴嘴28和脫水器30，并在其煙氣入口處，順風(fēng)安裝由儲液罐11，經(jīng)高壓栗供應(yīng)的以有機(jī)酸，有機(jī)酸鹽和無機(jī)鹽，堿為主要成分的混合水溶液，作為脫硫、脫硝吸收液，通過管道25，管道25的一端接有兩層霧化噴嘴28，增加氣、固、液三相充分親和接觸，頻繁碰撞，同時使其煙氣經(jīng)分配器27，在其吸收設(shè)備31內(nèi)部均勻分配向上，與由高壓水栗供應(yīng)的脫硫、脫硝吸收液，經(jīng)管道25連接的第一層噴嘴28霧化，向下和煙氣逆流接觸吸收、洗滌凈化，同時再與還原再生器21產(chǎn)生的還原氣經(jīng)噴管26逆流接觸吸收、洗滌還原，然后使凈化后的煙氣經(jīng)過旋流板29洗滌凈化向上，又一次經(jīng)管道25連接的第二層噴嘴28霧化，向下和煙氣逆流接觸吸收、洗滌凈化，脫除燃煤煙氣中S02、N0x及灰塵，隨后經(jīng)脫水器30脫水，然后通過煙道18經(jīng)引風(fēng)機(jī)19引入煙囪20外排；
[0016]第三步、回收硫資源:是將其洗滌液經(jīng)積液板10匯集流入循環(huán)沉淀池12，經(jīng)隔板13分離沉淀后，將飽和的洗滌液中生成硫的化合物作為資源，通過水栗15，管道，閥門，過濾器16交替開、關(guān)，與還原再生器21中過來的還原再生原料在解析器23中反應(yīng)循環(huán)運行，一方面使硫資源從過濾器16的外排固液口 24處，分離解析轉(zhuǎn)化或還原再生成的單質(zhì)硫，或從過濾器16的外排固液口 17處，分離出其它含硫資源的產(chǎn)品，作為再生原料代儲，也可通過還原噴嘴22加入到還原再生器21中，和還原再生器21中的原料，經(jīng)微波或高溫反應(yīng)生成還原再生原料代儲，并將同時伴生的硫化鹽，氫氣，一氧化碳，(CH4、C0、H2)的混合氣，硫化氫，二硫化碳，氧硫化碳(羰基硫)原料，通過管道，分別接入解析器23，吸收設(shè)備31中經(jīng)噴管26向下和煙氣逆流接觸吸收、洗滌還原，經(jīng)積液板10匯集流入循環(huán)沉淀池12進(jìn)行循環(huán)，另一方面使分離后的洗滌液，經(jīng)管道、閥門，過濾器16、精濾器14過濾后，進(jìn)入儲液罐11中存儲，供循環(huán)吸收，解析，再生液的閉路循環(huán)，周而復(fù)始，循環(huán)回收硫資源使用。
[0017]本發(fā)明可以是這樣實現(xiàn)的:所述的脫除燃煤煙氣中S02、N0x后，用洗滌液解析，分離，生成的含硫資源為:硫酸鹽，亞硫酸鹽，連多硫酸鹽，硫代硫酸鹽，亞胺二磺酸三鈉、硫酸，硫磺。
[0018]本發(fā)明還可以是這樣實現(xiàn)的:所述的粉塵資源為干粉塵，半干粉塵，濕粉塵。
[0019]本發(fā)明還可以是這樣實現(xiàn)的:還原再生器21中的原料分別選擇碳，木炭、水蒸氣，烷烴類，生物質(zhì)熱解氣，雙氧水。
[0020]本發(fā)明還可以是這樣實現(xiàn)的:還原再生原料同時伴生的硫化鹽，氫氣，一氧化碳，(CH4、C0、H2)的混合氣，硫化氫，二硫化碳，氧硫化碳(羰基硫)原料分別接入解析器23，吸收設(shè)備31中循環(huán)使用。
[0021]本發(fā)明的有益效果是:
[0022]1、本發(fā)明集除塵脫硫、脫硝、循環(huán)回收硫資源與一體化，可擴(kuò)展性強(qiáng)，滿足國家越來越多的環(huán)保要求和排放標(biāo)準(zhǔn)；
[0023]2、該方法吸收效率高，重脫除、重利用;使SO2、Ν0χ脫除效率大于98%以上，副產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，循環(huán)回收副產(chǎn)物品種多、用途廣，價值高效益好，可大大降低運行成本；
[0024]3、本發(fā)明占地少，用水量小、能耗低，除塵、脫硫、脫硝的效率高，無二次污染，是現(xiàn)有脫硫除塵、資源回收技術(shù)和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域一大創(chuàng)新，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益；
[0025]4、本發(fā)明能自給自足閉路循環(huán)，節(jié)約資源，節(jié)能降耗，即無廢水排放、又無二次污染，以滿足資源回收和環(huán)境治理要求。
【附圖說明】
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[0026]圖1為本發(fā)明的設(shè)備工藝流程示意圖。
【具體實施方式】
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[0027]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0028]如圖1所示，一種閉路循環(huán)脫硫脫硝及回收硫資源的方法，該方法包括以下步驟:
[0029]第一步、除塵:在鍋爐煙氣出口處后部的煙道I處裝有除塵器32，并在其進(jìn)氣口的煙道I里順風(fēng)安裝，由水箱4通過高壓栗5、水管3供應(yīng)的干凈水，通過水管3上的閥門調(diào)節(jié)流量，水管3上連接有霧化噴嘴2，強(qiáng)力霧化，增加氣、固、液三相充分親和接觸，頻繁碰撞，瞬間將燃煤煙氣中的灰塵凝聚收集和降溫、經(jīng)除塵器32的下方裝的灰斗6，灰斗6與螺旋出灰器7連接，螺旋出灰器7的出口回收所需要的干(或半干、濕)粉塵資源，完全替代現(xiàn)行的高耗能靜電、布袋除塵；
[0030]第二步、脫硫、脫硝:是將經(jīng)過除塵換熱凈化后的燃煤煙氣經(jīng)煙管9引入能同時脫硫、脫硝的吸收設(shè)備31中，引風(fēng)機(jī)19裝在吸收設(shè)備31的出口，吸收設(shè)備31內(nèi)依次裝有分配器27、噴管26、霧化噴嘴28和脫水器30，并在其煙氣入口處，順風(fēng)安裝由儲液罐11，經(jīng)高壓栗供應(yīng)的以有機(jī)酸(或有機(jī)酸鹽)和無機(jī)鹽(或堿)為主要成分的混合水溶液，作為脫硫、脫硝吸收液，通過管道25，管道25的一端接有兩層霧化噴嘴28，增加氣、固、液三相充分親和接觸，頻繁碰撞，同時使其煙氣經(jīng)分配器27，在其吸收設(shè)備31內(nèi)部均勻分配向上，與由高壓水栗供應(yīng)的脫硫、脫硝吸收液，經(jīng)管道25連接的第一層噴嘴28霧化，向下和煙氣逆流接觸吸收、洗滌凈化，同時再與還原再生器21產(chǎn)生的還原氣逆流接觸吸收、洗滌還原，然后使凈化后的煙氣經(jīng)過旋流板29洗滌凈化向上，又一次經(jīng)管道25連接的第二層噴嘴28霧化，向下和煙氣逆流接觸吸收、洗滌凈化，脫除燃煤煙氣中S02、N0x及灰塵，隨后經(jīng)脫水器30脫水(換熱或增溫)然后通過煙道18經(jīng)引風(fēng)機(jī)19引入煙囪20外排；
[0031 ]第三步、回收硫資源:是將其洗滌液經(jīng)積液板10匯集流入循環(huán)沉淀池12，吸收設(shè)備31的下出口通過管道和循環(huán)沉淀池12連接，循環(huán)沉淀池12內(nèi)設(shè)置有隔板13，吸收設(shè)備31的底部設(shè)置有積液板10，循環(huán)沉淀池12的出口通過管道，水栗15，閥門，過濾器16的進(jìn)口連接，過濾器16的一個出口通過管道和精濾器14連接，精濾器14的出口通過管道和儲液罐11連接，洗滌液經(jīng)積液板10流入循環(huán)沉淀池12，經(jīng)隔板13分離沉淀后，將飽和的洗滌液中生成硫的化合物作為資源，通過水栗15，管道，閥門，過濾器16的交替開、關(guān)，與還原再生器21中過來的還原再生原料在解析器23反應(yīng)循環(huán)運行，一方面使硫資源從過濾器16的外排固液口 24處，分離解析轉(zhuǎn)化或還原再生成的單質(zhì)硫，或從過濾器16的外排固液口 17處，分離出其它含硫資源的產(chǎn)品，作為再生原料代儲，也可通過還原噴嘴22加入到還原再生器21中，和還原再生器21中的原料，經(jīng)微波或高溫反應(yīng)生成還原再生原料，還原再生器21中的原料分別選擇碳，木炭、水蒸氣，烷烴類，生物質(zhì)熱解氣，同時伴生的硫化鹽，氫氣，一氧化碳，(CH4、C0、H2)的混合氣，硫化氫，二硫化碳，氧硫化碳(羰基硫)原料，通過管道分別接入解析器23，吸收設(shè)備31中經(jīng)噴管26向下和煙氣逆流接觸吸收、洗滌還原，經(jīng)積液板10匯集流入循環(huán)沉淀池12進(jìn)行循環(huán)，另一方面使分離后的洗滌液，經(jīng)管道、閥門，過濾器16、精濾器14，過濾后，進(jìn)入儲液罐11中存儲，供循環(huán)吸收，解析，再生液的閉路循環(huán)，周而復(fù)始，循環(huán)回收硫資源使用。
[0032]由此可得出，本發(fā)明打破傳統(tǒng)觀念，自主創(chuàng)新，開發(fā)了閉路循環(huán)脫硫脫硝及回收硫資源的方法;可有效解決克服現(xiàn)有技術(shù)的副產(chǎn)品處理困難、有二次污染，運行費用高、產(chǎn)品單一等問題;根據(jù)市場需求，并充分利用對脫硫副產(chǎn)物的解析還原再生，以廢治廢一舉多得，將燃煤煙氣里白白浪費掉的硫資源，以最低的成本來循環(huán)回收，提高脫硫副產(chǎn)品的綜合附加值和降低其運行費，使除塵脫硫、脫硝、循環(huán)回收硫資源，實現(xiàn)長期高效運行，自給自足閉路循環(huán)，節(jié)約資源，節(jié)能降耗，即無廢水排放、又無二次污染，滿足資源回收和環(huán)境治理要求，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
【主權(quán)項】
1.一種閉路循環(huán)脫硫脫硝及回收硫資源的方法，其特征在于:該方法包括以下步驟: 第一步、除塵:在鍋爐煙氣出口處后部的煙道(I)處裝有除塵器(32)，并在其進(jìn)氣口的煙道(I)里順風(fēng)安裝，由水箱(4)通過高壓栗(5)、水管(3)供應(yīng)的干凈水，通過水管(3)上的閥門調(diào)節(jié)流量，水管(3)上連接有霧化噴嘴(2)，強(qiáng)力霧化，增加氣、固、液三相充分親和接觸，頻繁碰撞，瞬間將燃煤煙氣中的灰塵凝聚收集和降溫、經(jīng)除塵器(32)的下方裝的灰斗(6)，螺旋出灰器(7)，回收所需要的粉塵資源； 第二步、脫硫、脫硝:是將經(jīng)過除塵換熱凈化后的燃煤煙氣經(jīng)煙管(9)引入能同時脫硫、脫硝的吸收設(shè)備(31)中，引風(fēng)機(jī)(19)可以裝在吸收設(shè)備(31)的進(jìn)口，也可以裝在吸收設(shè)備(31)的出口，吸收設(shè)備(31)內(nèi)依次裝有分配器(27)、噴管(26)、霧化噴嘴(28)和脫水器(30)，并在其煙氣入口處，順風(fēng)安裝由儲液罐(11)，經(jīng)高壓栗供應(yīng)的以有機(jī)酸，有機(jī)酸鹽和無機(jī)鹽，堿為主要成分的混合水溶液，作為脫硫、脫硝吸收液，通過管道(25)，管道(25)的一端接有兩層霧化噴嘴(28)，增加氣、固、液三相充分親和接觸，頻繁碰撞，同時使其煙氣經(jīng)分配器(27)，在其吸收設(shè)備(31)內(nèi)部均勻分配向上，與由高壓水栗供應(yīng)的脫硫、脫硝吸收液，經(jīng)管道(25)連接的第一層噴嘴(28)霧化，向下和煙氣逆流接觸吸收、洗滌凈化，同時再與還原再生器(21)產(chǎn)生的還原氣經(jīng)噴管(26)逆流接觸吸收、洗滌還原，然后使凈化后的煙氣經(jīng)過旋流板(29)洗滌凈化向上，又一次經(jīng)管道(25)連接的第二層噴嘴(28)霧化，向下和煙氣逆流接觸吸收、洗滌凈化，脫除燃煤煙氣中S02、N0x及灰塵，隨后經(jīng)脫水器(30)脫水，然后通過煙道(18)引入煙囪(20)外排； 第三步、回收硫資源:是將其洗滌液經(jīng)積液板(10)匯集流入循環(huán)沉淀池(12)，經(jīng)隔板(13)分離沉淀后，將飽和的洗滌液中生成硫的化合物作為資源，通過水栗(15)，管道，閥門，過濾器(16)交替開、關(guān)，與還原再生器(21)中過來的還原再生原料在解析器(23)中反應(yīng)循環(huán)運行，一方面使硫資源從過濾器(16)的外排固液口(24)處，分離解析轉(zhuǎn)化或還原再生成的單質(zhì)硫，或從過濾器(16)的外排固液口(17)處，分離出其它含硫資源的產(chǎn)品，作為再生原料代儲，也可通過還原噴嘴(22)加入到還原再生器(21)中，和還原再生器(21)中的其它原料，經(jīng)微波或高溫反應(yīng)生成還原再生原料代儲，并將同時伴生的硫化鹽，氫氣，一氧化碳，(CH4、C0、H2)的混合氣，硫化氫，二硫化碳，氧硫化碳(羰基硫)原料，通過管道，分別接入解析器(23)，吸收設(shè)備(31)中經(jīng)噴管(26)向下和煙氣逆流接觸吸收、洗滌還原，經(jīng)積液板(10)匯集流入循環(huán)沉淀池(12)進(jìn)行循環(huán)，另一方面使分離后的洗滌液，經(jīng)管道、閥門，過濾器(16)、精濾器(14)過濾后，進(jìn)入儲液罐(11)中存儲，供循環(huán)吸收，解析，再生液的閉路循環(huán)，周而復(fù)始，循環(huán)回收硫資源使用。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種閉路循環(huán)脫硫脫硝及回收硫資源的方法，其特征在于:所述的脫除燃煤煙氣中S02、N0x后，用洗滌液解析，分離，生成的含硫資源為:硫酸鹽，亞硫酸鹽，連多硫酸鹽，硫代硫酸鹽，亞胺二磺酸三鈉、硫酸，硫磺。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種閉路循環(huán)脫硫脫硝及回收硫資源的方法，其特征在于:所述的粉塵資源為干粉塵，半干粉塵，濕粉塵。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種閉路循環(huán)脫硫脫硝及回收硫資源的方法，其特征在于:還原再生器(21)中的原料分別選擇碳，木炭、水蒸氣，烷烴類，生物質(zhì)熱解氣，雙氧水。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種閉路循環(huán)脫硫脫硝及回收硫資源的方法，其特征在于:還原再生原料同時伴生的硫化鹽，氫氣，一氧化碳，(CH4、CO、H2)的混合氣，硫化氫，二硫化碳，氧硫化碳(羰基硫)原料分別接入解析器(23)，吸收設(shè)備循環(huán)使用。
【文檔編號】B01D47/06GK106039941SQ201610650541
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月9日 公開號201610650541.8, CN 106039941 A, CN 106039941A, CN 201610650541, CN-A-106039941, CN106039941 A, CN106039941A, CN201610650541, CN201610650541.8
【發(fā)明人】王娜
【申請人】天津佳晟染料貿(mào)易有限公司